專利名稱：全自動晶圓測試平臺裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對半導(dǎo)體晶圓的功能及性能指標(biāo)進(jìn)行測試的全自動晶 圓測試平臺裝置。
背景技術(shù)：
未來IC測試設(shè)備制造商面臨的最大挑戰(zhàn)是如何降低測試成本。而提高測試
速度和測試智能化是減低成本的必要途徑。目前普遍采用的測試機(jī)與測試方法 是手動測試或半自動測試。手動測試為人工放置每一片晶圓，用光學(xué)顯微鏡對 準(zhǔn)每個管芯后手動測試。半自動測試是人工把晶圓放置在測試臺上，再通過光 學(xué)顯微鏡掃描，手動調(diào)整晶圓的角度和第一個管芯的位置。調(diào)整好后再依次測 試晶圓上的每個管芯。測試完每個晶圓后人工把晶圓放回晶圓片盒內(nèi)，再取出 下一個晶圓重復(fù)上述測試過程。如此人工操作大大增加了晶圓測試的時(shí)間，而 且在更換不同種類的芯片后對新安裝的探針必須手動調(diào)整，再通過人工設(shè)置參 數(shù)。測試過程打點(diǎn)的準(zhǔn)確性也無法判斷。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種全自動晶圓測 試平臺裝置，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期。
按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，在底架上設(shè)置橫向直線導(dǎo)軌，橫向直線 導(dǎo)軌上設(shè)有與其滑動連接的底板，在底架上設(shè)有底板的滑動驅(qū)動裝置，在底板 上設(shè)有與橫向直線導(dǎo)軌垂直的縱向直線導(dǎo)軌，縱向直線導(dǎo)軌上滑動連接有支承 板及其滑動驅(qū)動裝置，支承板上設(shè)有晶圓吸附及卸落裝置，在晶圓吸附及卸落 裝置的上方鉸接有探針架，在晶圓吸附及卸落裝置一側(cè)的機(jī)架上設(shè)有光學(xué)定位
識另lj裝置的安裝槽。
'所述晶圓吸^及卸落裝置包括機(jī)架的縱向方向設(shè)置的管狀內(nèi)套頂端設(shè)置的 晶圓吸盤裝置，所述的內(nèi)套與升降裝置與旋轉(zhuǎn)裝置相連，該晶圓吸盤裝置包括 在負(fù)壓吸盤與隔熱盤之間設(shè)置的加熱器，在負(fù)壓吸盤上表面設(shè)有若干負(fù)壓氣槽， 在負(fù)壓吸盤內(nèi)設(shè)有與負(fù)壓氣槽連通的負(fù)壓氣孔，在負(fù)壓吸盤上設(shè)有負(fù)壓氣管接 頭，所述的負(fù)壓氣管接頭與負(fù)壓氣孔連通，在負(fù)壓吸盤上設(shè)有貫穿負(fù)壓吸盤、 加熱器與隔熱盤的卸料孔，卸料孔內(nèi)設(shè)有頂針以及頂針升降控制裝置。
所述負(fù)壓氣槽為負(fù)壓吸盤上表面開設(shè)的同心圓槽體，在負(fù)壓吸盤與加熱器 之間設(shè)有熱緩沖盤。內(nèi)套底端處外壁設(shè)有滾珠滑套，滾珠滑套外壁套有夾套， 所述的夾套設(shè)于固定設(shè)置的外套內(nèi)并與外套轉(zhuǎn)動連接，縱向絲杠頂在內(nèi)套底端 與其驅(qū)動裝置相連。內(nèi)套上設(shè)有橫向伸出的搖桿，搖桿的另一端與旋轉(zhuǎn)裝置相 連。
在晶圓吸盤裝置下方設(shè)有聯(lián)接盤，聯(lián)接盤的下面固定設(shè)置有頂針上板和頂針下板，頂針上板和頂針下板之間滑動連接頂針中板，在頂針中板的上平面安 裝固定有頂針板，頂針中板通過頂針絲杠，該頂針絲杠與其驅(qū)動裝置相連。頂 針上板上設(shè)有頂針安裝板，在頂針安裝板上固定設(shè)有插入卸料孔內(nèi)的頂針，在 頂針安裝板與負(fù)壓吸盤之間的頂針外套接有復(fù)位彈簧。
在加熱器與隔熱盤之間設(shè)有蓋板，晶圓吸盤裝置在負(fù)壓吸盤的下表面設(shè)有 向隔熱盤伸出的下凸環(huán)，相應(yīng)地在隔熱盤上表面設(shè)有向負(fù)壓吸盤伸出的上凸環(huán)， 下凸環(huán)的下端面與上凸環(huán)上端面接觸并將熱加熱器、緩沖盤與蓋板包容其內(nèi)。 在底架的底端處設(shè)有減振墊。
本實(shí)用新型自動化程度高，裝置結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，抗振性能好，具有 較高的運(yùn)動及定位精度，有效地提高了晶圓測試的自動化程度與測試速度。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型中的晶圓吸附及卸落裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實(shí)用新型中的晶圓吸盤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
如圖所示在底架4上設(shè)置橫向直線導(dǎo)軌5，在底架4的底端處設(shè)有減振墊 10與減振裝置8，橫向直線導(dǎo)軌5上設(shè)有與其滑動連接的底板9，在底架4上設(shè) 有底板9的滑動驅(qū)動裝置，該滑動驅(qū)動裝置包括與底板9螺接的橫向滾珠絲桿6， 橫向滾珠絲桿6 —端轉(zhuǎn)動連接在底架4上，另一端與固定設(shè)置在底架4上的驅(qū) 動電機(jī)16的輸出軸相接，底板9上設(shè)有與橫向直線導(dǎo)軌5垂直的縱向直線導(dǎo)軌 12，縱向直線導(dǎo)軌12上滑動連接有支承板14及其滑動驅(qū)動裝置，該滑動驅(qū)動 裝置包括與支承板14螺接的縱向滾珠絲桿13，縱向滾珠絲桿13的一端與轉(zhuǎn)動 連接，另一端與固定設(shè)置在縱向直線導(dǎo)軌12上的驅(qū)動電機(jī)15的輸出軸相接， 縱向直線導(dǎo)軌12，支承板14上設(shè)有晶圓吸附及卸落裝置2，在晶圓吸附及卸落 裝置2的上方鉸接有探針架1，在晶圓吸附及卸落裝置2 —側(cè)的機(jī)架4上設(shè)有光 學(xué)定位識別裝置的安裝槽3。
為實(shí)現(xiàn)底板9相對于橫向直線導(dǎo)軌5做橫向的直線運(yùn)動，在機(jī)架4上安裝有一 對橫向直線導(dǎo)軌5和橫向滾珠絲桿6，通過驅(qū)動電機(jī)16驅(qū)動橫向滾珠絲桿6給予底 板9運(yùn)動動力，并由橫向直線導(dǎo)軌5導(dǎo)向，此傳動方式能較好的實(shí)現(xiàn)Y軸直線運(yùn)動 的平穩(wěn)性，并能較好地控制運(yùn)動精度。
所述晶圓吸附及卸落裝置2包括機(jī)架的縱向方向設(shè)置的管狀內(nèi)套201頂端 設(shè)置的晶圓吸盤裝置229，所述的內(nèi)套201與升降裝置與旋轉(zhuǎn)裝置相連，該晶圓 吸盤裝置229包括在負(fù)壓吸盤235與隔熱盤236之間設(shè)置的加熱器237，在負(fù)壓 吸盤235上表面設(shè)有若干負(fù)壓氣槽238，在負(fù)壓吸盤235內(nèi)設(shè)有與負(fù)壓氣槽238 連通的負(fù)壓氣孔239，在負(fù)壓吸盤235上設(shè)有負(fù)壓氣管接頭240，所述的負(fù)壓氣 管接頭240與負(fù)壓氣孔239連通，在負(fù)壓吸盤235上設(shè)有貫穿負(fù)壓吸盤235、加 熱器237與隔熱盤236的卸料孔241，卸料孔241內(nèi)設(shè)有頂針230以及頂針升降 控制裝置。所述負(fù)壓氣槽238為負(fù)壓吸盤235上表面開設(shè)的同心圓槽體，在負(fù)壓吸盤 235與加熱器237之間設(shè)有熱緩沖盤242。內(nèi)套201底端處外壁設(shè)有滾珠滑套215， 滾珠滑套215外壁套有夾套209，所述的夾套209設(shè)于固定設(shè)置的外套210內(nèi)并 與外套210轉(zhuǎn)動連接，縱向絲杠217頂在內(nèi)套201底端與其驅(qū)動裝置相連。內(nèi) 套201上設(shè)有橫向伸出的搖桿221，搖桿221的另一端與旋轉(zhuǎn)裝置相連。
在晶圓吸盤裝置229下方設(shè)有聯(lián)接盤228，聯(lián)接盤228的下面固定設(shè)置有頂 針上板203和頂針下板207，頂針上板203和頂針下板207之間滑動連接頂針中 板204，在頂針中板204的上平面安裝固定有頂針板227，頂針中板204通過頂 針絲杠205，該頂針絲杠205與其驅(qū)動裝置相連。頂針上板203上設(shè)有頂針安裝 板232，在頂針安裝板232上固定設(shè)有插入卸料孔241內(nèi)的頂針230，在頂針安 裝板232與負(fù)壓吸盤235之間的頂針230外套接有復(fù)位彈簧231 。
在加熱器237與隔熱盤236之間設(shè)有蓋板245，晶圓吸盤裝置229在負(fù)壓吸 盤235的下表面設(shè)有向隔熱盤236伸出的下凸環(huán)243，相應(yīng)地在隔熱盤236上表 面設(shè)有向負(fù)壓吸盤235伸出的上凸環(huán)244，下凸環(huán)243的下端面與上凸環(huán)244上 端面接觸并將熱加熱器237、緩沖盤242與蓋板245包容其內(nèi)。
在水平面內(nèi)的支承板14上方布置了一個縱向的外套210、夾套209、內(nèi)套 201三層式的套筒結(jié)構(gòu)，外套210作為基礎(chǔ)支撐固定不動，夾套209起中間過渡 作用，夾套209與外套210由深溝球軸承208聯(lián)接，夾套209相對于外套210 只能轉(zhuǎn)動；夾套209與內(nèi)套201由滾珠滑套215過渡聯(lián)接，同時(shí)夾套209與內(nèi) 套201在徑向上垂直均布有三組導(dǎo)桿24直線軸承23，這樣便使得內(nèi)套201和夾 套209能一起轉(zhuǎn)動的同時(shí)只能做相對的Z向上下滑動。內(nèi)套201的上下滑動是 靠Z軸電機(jī)11通過Z軸同步帶213驅(qū)動Z軸絲杠217傳動實(shí)現(xiàn)的，Z軸絲杠217 通過Z軸絲杠座、深溝球軸承218和六角螺母219被垂直安裝固定在夾套209 上。利用絲杠傳動產(chǎn)生的直線運(yùn)動具有較好的平穩(wěn)性和精確性，這有利于晶圓 測試需求。此傳動利用滾珠滑套215和三組導(dǎo)桿224直線軸承223作為導(dǎo)向， 大大地提高了運(yùn)動的平穩(wěn)性和精確性，同時(shí)也有效地縮小了部件在徑向上的整 體尺寸。
測試臺晶圓吸盤裝置229為一圓盤體，由多層組裝而成，該裝置通過聯(lián)接 盤228過渡被一起安裝固定在內(nèi)套201的上端面，聯(lián)接盤228采用氧化鋁陶瓷 制成，其材料屬性能將測試臺晶圓吸盤裝置229產(chǎn)生的溫度有效地同其他零部 件隔開。在聯(lián)接盤228的下面安裝固定有頂針上板203、頂針中板204和頂針下 板207，頂針上板203和頂針下板207相對于聯(lián)接盤228固定不動，頂針中板 204的上平面安裝固定有頂針板227，頂針中板204通過頂針絲杠205的驅(qū)動帶 動頂針板227在頂針上板203和頂針下板207之間一起做上下升降。當(dāng)頂針板 227上升時(shí)能將導(dǎo)桿233上頂，由于頂針230、頂針安裝板232和導(dǎo)桿233三者 安裝成一體，故頂針230也被向上頂出；當(dāng)頂針板227下降時(shí)，在復(fù)位彈簧31 的作用下頂針230下降。
綜上所述，測試臺晶圓吸盤裝置229和頂針部件作為一個整體被安裝在內(nèi) 套201上端面，這樣便能通過縱向絲杠217傳動實(shí)現(xiàn)了晶圓片的縱向升降。通221來實(shí)現(xiàn)晶圓片的水平方向偏角糾正及補(bǔ)償。 頂針裝置能隨縱向軸升降并能相對獨(dú)立地完成動作。
為較好地將薄片狀的晶圓固定，考慮到固定的牢固及均勻等因素，本實(shí)用 新型采取真空吸附的方式，即將用以吸附晶圓的負(fù)壓吸盤235表面加工出例如 十個同心的圓形負(fù)壓氣槽238，每個負(fù)壓氣槽238均有一個負(fù)壓氣孔239，另外 還可把這十個負(fù)壓氣槽238分成三組，每組有單獨(dú)的氣路供氣，由負(fù)壓氣管接 頭240聯(lián)接負(fù)壓氣孔239同外部氣管連接，這樣就形成了由三個氣路控制的真 空吸附系統(tǒng)。該系統(tǒng)吸附牢固且均勻平穩(wěn)，在測試過程中，可根據(jù)晶圓片規(guī)格 尺寸的不同對此三個氣路分別進(jìn)行開關(guān)和氣壓控制。為便于測試的定位,在負(fù)壓 吸盤235的中心制有識別標(biāo)記?；诰A在上片及卸載時(shí)頂針升降的需要，在 負(fù)壓吸盤235上加工有卸料孔241 。
為滿足晶圓測試時(shí)的溫度要求，本實(shí)用新型采取電加熱的方式，該加熱動 作由加熱器237完成，在加熱器的引出線上安裝溫控開關(guān)，并在負(fù)壓吸盤235 內(nèi)裝入溫度傳感器對溫度進(jìn)行監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)在溫度過高或過低時(shí)得以開關(guān)控制， 使得晶圓測試能在預(yù)期的溫度環(huán)境中完成。
加熱器蓋板245可將加熱器237壓蓋安裝固定在負(fù)壓吸盤235上，加熱器 蓋板245上有接地線引出，確保測試時(shí)的安全性。同時(shí)考慮到晶圓測試對溫度 的穩(wěn)定性的要求，本實(shí)用新型的裝置中涉入了熱緩沖盤242和隔熱盤236，熱緩 沖盤242和隔熱盤236是由一種熱固性塑料DMC制成，其吸熱慢且放熱慢的材 料屬性具有較好的將溫度儲存的功能，同時(shí)在和外部零部件安裝時(shí)也起到了較 好的隔熱作用。
權(quán)利要求1、一種全自動晶圓測試平臺裝置，包括設(shè)置在底架(4)上的橫向直線導(dǎo)軌(5)，其特征是橫向直線導(dǎo)軌(5)上設(shè)有與其滑動連接的底板(9)，在底架(4)上設(shè)有底板(9)的滑動驅(qū)動裝置，在底板(9)上設(shè)有與橫向直線導(dǎo)軌(5)垂直的縱向直線導(dǎo)軌(12)，縱向直線導(dǎo)軌(12)上滑動連接有支承板(14)及其滑動驅(qū)動裝置，支承板(14)上設(shè)有晶圓吸附及卸落裝置(2)，在晶圓吸附及卸落裝置(2)的上方鉸接有探針架(1)，在晶圓吸附及卸落裝置(2)一側(cè)的機(jī)架(4)上設(shè)有光學(xué)定位識別裝置的安裝槽(3)。
2、 如權(quán)利要求l所述的全自動晶圓測試平臺裝置，其特征是所述晶圓吸 附及卸落裝置(2)包括機(jī)架的縱向方向設(shè)置的管狀內(nèi)套(201)頂端設(shè)置的晶 圓吸盤裝置(229)，所述的內(nèi)套(201)與升降裝置與旋轉(zhuǎn)裝置相連，該晶圓吸 盤裝置(229)包括在負(fù)壓吸盤(235)與隔熱盤(236)之間設(shè)置的加熱器(237)， 在負(fù)壓吸盤(235)上表面設(shè)有若干負(fù)壓氣槽(238)，在負(fù)壓吸盤(235)內(nèi)設(shè) 有與負(fù)壓氣槽(238)連通的負(fù)壓氣孔(239)，在負(fù)壓吸盤(235)上設(shè)有負(fù)壓 氣管接頭(240)，所述的負(fù)壓氣管接頭(240)與負(fù)壓氣孔(239)連通，在負(fù) 壓吸盤(235)上設(shè)有貫穿負(fù)壓吸盤(35)、加熱器(237)與隔熱盤(236)的 卸料孔(241)，卸料孔(241)內(nèi)設(shè)有頂針(30)以及頂針升降控制裝置。
3、 如權(quán)利要求2所述的全自動晶圓測試平臺裝置，其特征是所述負(fù)壓氣 槽(238)為負(fù)壓吸盤(235)上表面開設(shè)的同心圓槽體，在負(fù)壓吸盤(235)與 加熱器(237)之間設(shè)有熱緩沖盤(242)。
4、 如權(quán)利要求2所述的全自動晶圓測試平臺裝置，其特征是內(nèi)套(201) 底端處外壁設(shè)有滾珠滑套(215)，滾珠滑套(215)外壁套有夾套(209)，所述 的夾套(209)設(shè)于固定設(shè)置的外套(210)內(nèi)并與外套(210)轉(zhuǎn)動連接，縱向 絲杠(217)頂在內(nèi)套(201)底端與其驅(qū)動裝置相連。
5、 如權(quán)利要求4所述的全自動晶圓測試平臺裝置，其特征是內(nèi)套(201) 上設(shè)有橫向伸出的搖桿(221)，搖桿(221)的另一端與旋轉(zhuǎn)裝置相連。
6、 如權(quán)利要求2所述的全自動晶圓測試平臺裝置，其特征是在晶圓吸盤 裝置(229)下方設(shè)有聯(lián)接盤(228)，聯(lián)接盤(228)的下面固定設(shè)置有頂針上 板(203)和頂針下板(207)，頂針上板(203)和頂針下板(207)之間滑動連 接頂針中板(204),在頂針中板(204)的上平面安裝固定有頂針板(227)，頂 針中板(204)通過頂針絲杠(205),該頂針絲杠(205)與其驅(qū)動裝置相連。
7、 如權(quán)利要求6所述的全自動晶圓測試平臺裝置，其特征是:頂針上板(203) 上設(shè)有頂針安裝板(232)，在頂針安裝板(232)上固定設(shè)有插入卸料孔(241) 內(nèi)的頂針(230)，在頂針安裝板(232)與負(fù)壓吸盤(235)之間的頂針(230) 外套接有復(fù)位彈簧(231)。
8、 如權(quán)利要求2所述的全自動晶圓測試平臺裝置，其特征是:在加熱器(237)與隔熱盤(236)之間設(shè)有蓋板(245)，晶圓吸盤裝置(229)在負(fù)壓吸盤(235) 的下表面設(shè)有向隔熱盤(236)伸出的下凸環(huán)(243)，相應(yīng)地在隔熱盤(236) 上表面設(shè)有向負(fù)壓吸盤(235)伸出的上凸環(huán)(244)，下凸環(huán)(243)的下端面 與上凸環(huán)(244)上端面接觸并將熱加熱器(237)、緩沖盤(242)與蓋板(245) 包容其內(nèi)。
9、如權(quán)利要求l所述的全自動晶圓測試平臺裝置，其特征是在底架(4) 的底端處設(shè)有減振墊(10)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種對半導(dǎo)體晶圓的功能及性能指標(biāo)進(jìn)行測試的全自動晶圓測試平臺裝置，在底架上設(shè)置的橫向直線導(dǎo)軌，橫向直線導(dǎo)軌上設(shè)有與其滑動連接的底板，在底架上設(shè)有底板的滑動驅(qū)動裝置，在底板上設(shè)有與橫向直線導(dǎo)軌垂直的縱向直線導(dǎo)軌，縱向直線導(dǎo)軌上滑動連接有支承板及其滑動驅(qū)動裝置，支承板上設(shè)有晶圓吸附及卸落裝置，在晶圓吸附及卸落裝置的上方鉸接有探針架，在晶圓吸附及卸落裝置一側(cè)的機(jī)架上設(shè)有光學(xué)定位識別裝置的安裝槽。本實(shí)用新型自動化程度高，裝置結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，抗振性能好，具有較高的運(yùn)動及定位精度，有效地提高了晶圓測試的自動化程度與測試速度。
文檔編號G01R31/26GK201233434SQ20082003516
公開日2009年5月6日 申請日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者孫盤泉, 戴京東, 董曉清, 陳仲宇 申請人:無錫市易控系統(tǒng)工程有限公司